半潛船的前世今生

陸悅銘　黃忠偉　姜慶忠

最近，國內(nèi)最大的半潛船“新光華”輪在天津港10萬噸錨地，裝載5 000噸駁船前往阿聯(lián)酋。這是“新光華”輪本月初在廣州南沙命名交付后的首航作業(yè)?！靶鹿馊A”輪能舉起10萬噸級重物，是世界第二大半潛船。就造船業(yè)而言，“新光華”輪是我國半潛船的巔峰之作，其首航作業(yè)備受各方關(guān)注。

“新光華”輪屬10萬噸級半潛船，總長255米、型寬68米，下潛吃水30.5米、裝貨甲板可下潛16米，載重量為98 000噸，服務(wù)船速14.5節(jié)；裝貨甲板長210米、寬68米，甲板面積達(dá)到13 500平方米，等同于兩個標(biāo)準(zhǔn)足球場大。“新光華”輪共有118個壓載水艙，每一個壓載水艙都有一個閥門直接通向海底，裝貨物時只要通過船上的控制系統(tǒng)打開相應(yīng)壓載艙室的海底閥門，不需要6小時，船就能自動潛入水中30.5米。接著將所需裝的貨物移入主甲板上方并固定，然后通過船上配備的4臺大型空壓機(jī)往相應(yīng)的壓載水艙注入空氣，壓載艙內(nèi)的壓載水就會自動排出船外，半潛船實現(xiàn)上浮，裝貨完畢。卸貨則相反。

自從有了船舶運輸，就有貨物裝上船或卸下船。開始是用人工的手抱肩挑等將貨物搬上船或卸下船。隨著貨物重量的增加，靠一個人的手抱肩挑不能完成時，就用幾個人一起挑，將貨物搬上船或卸下船。遇到更重的貨物時，只能拆開裝船和卸船。

18 世紀(jì)工業(yè)革命后，船舶的貨物運輸增加迅速。為了提高貨物的裝卸效率，起重設(shè)備安裝在岸上的碼頭和船上，同時，大件貨物的裝卸船得到解決，但是會遇到超過起重設(shè)備能力范圍的貨物裝船和卸船問題，于是浮吊船或浮吊駁船出現(xiàn)了，越做越大的起重設(shè)備出現(xiàn)在岸上和船上。

20世紀(jì)50年代，德國的DDG HANSA 公司預(yù)計到市場對整體運輸火車頭（牽引機(jī)車）的需求，建造了世界上第一艘大件運輸船“LICHTENFELS”輪。該船載重量只有10 500噸，且在船上安裝了一臺120噸的甲板吊，這在當(dāng)時是非常巨大的起重設(shè)備，DDG HANSA公司也因此成為世界上第一個能夠承運大件的運輸船公司。

一、半潛船的前世

盡管后來的起重設(shè)備和浮吊船造得更大，一系列重吊船和大型浮吊船的出現(xiàn)，還是無法滿足運輸市場的需要。特別是當(dāng)一些用戶需要把超大尺度或超重的貨物整體從一地運往另一地，或者從建造工廠運送到工作場所時，重吊船和大型浮吊船都力不從心。一些貨物具有自浮能力，如石油鉆井平臺、疏浚船和相關(guān)的設(shè)備、浮船塢、駁船、艦船等的跨洋運輸，可采用直接拖曳即采用拖船拖帶的方式來完成，通常稱之為濕拖（wet towing）。但是這種運輸方式的缺點是跨洋運輸風(fēng)險大、運輸時間長、易發(fā)生海損事故。對于不具有自浮能力的貨物，如龍門吊、預(yù)制橋梁構(gòu)件、發(fā)電機(jī)、渦輪機(jī)、反應(yīng)堆、鍋爐、塔架、牽引機(jī)車、大型船舶主機(jī)、軍事裝備等特大件貨物運輸怎么辦，拖船公司認(rèn)識到，如果將這些笨重的特大件貨物放在駁船上再拖帶運輸?shù)脑挘哂邪踩?、快捷的?yōu)點，這就是俗稱的干拖（dry towing）。對結(jié)構(gòu)弱、阻力大、穩(wěn)性差、抗風(fēng)能力低等的被拖物用干拖進(jìn)行拖航比較適合，這一運輸方式在20世紀(jì) 60年代得以實現(xiàn)。

20世紀(jì)70 年代初，隨著越來越大的超大尺度或越來越重的超重貨物出現(xiàn)，貨物的裝卸越來越難。因為干拖有很多優(yōu)越性，于是工程師們開始設(shè)計專門的半潛駁船，通過壓載水來實現(xiàn)駁船下潛與上浮，使得半潛船甲板與碼頭平齊并且緊靠在碼頭上，貨物通過軌道滑移裝船；運輸?shù)侥康牡睾?，貨物通過軌道滑移上碼頭實現(xiàn)卸載。還設(shè)計了另外一種半潛駁船，可以通過自身壓載水的調(diào)整，把裝貨甲板潛入水中，以便將所要承運的特定貨物“浮入”半潛駁船的裝貨甲板上，半潛駁船上浮后完成貨物的裝載，采用拖船拖帶的方式將裝載了貨物的半潛駁船運到指定位置后，半潛駁船通過壓載使得裝貨甲板潛入水下，運輸?shù)呢浳镆揽孔陨砀×ζ?，而后通過拖船將“漂浮”貨物拖離半潛駁船的裝貨甲板，半潛駁船通過排壓載水使其浮出水面，最終完成運輸過程。

利用半潛駁船的方式盡管比直接拖具有自浮能力貨物的航速快、安全，但仍然受到氣候及海況條件的嚴(yán)重約束，拖航作業(yè)水域多限制在近海、沿海、港作及內(nèi)河，若遇上惡劣天氣，還是比較危險；另外，拖航速度還是不能滿足用戶的需求，具有自航能力的半潛船應(yīng)運而生。

二、半潛船的今生

半潛船（Semi-submersible ships）也稱半潛式母船、半潛運輸船等，是在類似的半潛駁船上安裝了動力推進(jìn)系統(tǒng)，使其具有自航能力。貨物裝船程序與半潛駁船一樣，半潛船通過壓載使得主甲板潛入水下，所運輸?shù)呢浳锉仨毮芤揽孔陨砀×ζ?，而后通過拖船拉入至半潛船甲板上方，半潛船通過排載使得主甲板浮出水面，將貨物固定在指定位置；卸載時相反，最終完成運輸過程。由于裝卸方便和操縱靈活，半潛船在業(yè)內(nèi)還有“海上叉車”的稱謂。為了滿足不同貨物的裝卸，半潛船的船型有很大的變化，從早期的貨物只能在半潛船的左右移進(jìn)移出；后來發(fā)展為可以在除了左右移進(jìn)移出貨物外，還可以在船尾平移裝卸貨物；現(xiàn)在有的船還可在船首平移裝卸貨物。現(xiàn)代半潛船除了具有自航能力，能夠不依靠拖船獨自完成運輸任務(wù)外，還因油艙大、續(xù)航時間長、抗風(fēng)浪能力強(qiáng)于濕拖或干拖、速度快等優(yōu)點，因此發(fā)展迅速。

現(xiàn)代大型半潛船誕生于1979年，以“SUPER SERVANT 1”輪半潛船的成功建造為標(biāo)志。該半潛船是日本住友重工為WIJSMULLER公司建造的，船長139.91米、船寬32.31米，夏季吃水8.51米，載重量14 310噸，最大下潛吃水15米。

因為具有半潛功能，使半潛船與一般運輸船在船型上具有其獨特之處。主尺度中，主要差別在于半潛船的船寬較大，這符合其需要提供大面積貨物承載甲板的特定要求?？紤]到吃水限制、船舶回轉(zhuǎn)性能和動力定位的要求，半潛船通常都采用雙推進(jìn)器和雙船首側(cè)推的動力裝置。半潛船的壓載水主要通過壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行海水吸入和排出，進(jìn)而控制下潛和上浮來達(dá)到裝卸貨的目的。由于所運大件貨物的多樣性，因此每次營運前，半潛船還應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)改造，包括配備專門的固定、綁扎設(shè)備等。半潛船的航行水域比濕拖或干拖更廣，航速更快帶來運輸了周期更短，在遠(yuǎn)洋及近海的重大件貨物運輸中，能夠給船貨雙方帶來更大的經(jīng)濟(jì)利益。

根據(jù)船型及承載能力，半潛船一般分為五類：

（1）0型

載重大于8萬噸，現(xiàn)今只有兩艘，即“新光華”輪和“DOCKWISE VANGUARD”輪；“DOCKWISE VANGUARD”輪總長275米、型寬70米、型深15.5米、載重11.7萬噸，航速14節(jié)，入級DNV。該船的造價約2.4億美元，系全球最大半潛船，可運輸FPSO等大型海洋設(shè)備。由于該船上層建筑采用類似航空母艦的駕駛臺設(shè)計，采用全通甲板、無艏尾樓的結(jié)構(gòu)布置，還有她左舷3個浮箱和右舷1個浮箱可以移動等，因此可以運輸“無限”長度和超過70米寬的貨物。為了承接更大尺寸的貨物運輸合同，進(jìn)一步提高市場競爭實力，道克維斯航運公司決定將“DOCKWISE VANGUARD” 輪進(jìn)行加寬改裝。大連中遠(yuǎn)船務(wù)用40余天完成近4 000噸鋼結(jié)構(gòu)的吊裝和新制以及其他繁雜的管系、涂裝等改裝工程。改裝后，寬度增加到86米，甲板面積增加到18 900平方米。

（2）Ⅰ型

載重5萬～7.5萬噸，一般船寬50～63米、船長190～225米。1999年，臺灣高雄船廠為道克維斯航運公司建造了“BLACK MARLIN”輪，該船總長217.8米、船寬42.0米，型深13.3米、夏季吃水10.11米、最大下潛吃水23.33米，甲板面積178.2×42平方米，載重量5.7萬噸，船速13節(jié)。2000年建造的“BLUE MARLIN”輪是“BLACK MARLIN”輪的姐妹船，經(jīng)過韓國現(xiàn)代重工尾浦造船廠為期3個月的改造，改造后的“BLUE MARLIN”輪甲板面積達(dá) 178.2×63.0平方米，載重量升至 7.6萬噸，成為當(dāng)時世界上最大的半潛船。

我國的“祥云口”輪、“祥瑞口”輪、“光華口”輪等也屬于此型半潛船，它們總長216.7米、船寬43米，型深13米，裝貨甲板長178米、寬43米，面積超過1個標(biāo)準(zhǔn)足球場，載重量5萬噸。

（3）Ⅱ型

載重3萬～5萬噸，我國擁有比較多，如“夏之遠(yuǎn)6”輪，該輪船長195.2米、船寬41.5米，載重噸3.8萬噸，最大下潛深度23米，曾經(jīng)裝載過巴拿馬運河的新船閘去巴拿馬。另外還有“振華22”輪、“振華28”輪等，不過它們是舊船改造，成本較低。

（4）Ⅲ型

載重1萬～3萬噸，我國擁有也比較多，如2002年我國大陸建成了第一艘大型半潛運輸船“泰安口”輪，該船總長156米、船寬32.26米，型深10米、干舷吃水7.50米，船速14節(jié)，總載重量17 550噸。2004年，投入營運一年多的“泰安口”輪進(jìn)行了技術(shù)改造，船寬由32.2米加到36米，載重噸由1.8萬噸增加到20 620噸。

（5）Ⅳ型

載重小于1萬噸的半潛船，比較多，不再贅述。

目前，載重大、功能強(qiáng)的半潛船基本由道克維斯航運公司掌握，但中國造船業(yè)發(fā)展較快，已經(jīng)成為制造半潛船市場的非常重要的競爭者。隨著2010年起半潛船“華海龍”輪和“海洋石油278”輪的建成和經(jīng)驗的積累，國內(nèi)設(shè)計單位如七〇八所、上海船舶研究院等已經(jīng)掌握了核心技術(shù)，具有半潛船設(shè)計能力，中國帶進(jìn)先進(jìn)半潛船設(shè)計國家行列?，F(xiàn)今我國已經(jīng)掌握了5萬噸以上高端半潛船的設(shè)計能力?，F(xiàn)在，我國國內(nèi)的航運企業(yè)積極發(fā)展半潛船運輸，先后有“泰安口”等30余艘新建/改造半潛船/半潛駁建造完成，其中高端半潛船有近十艘之多?？梢哉f在建造領(lǐng)域，中國已經(jīng)成為世界第一的半潛船建造國家。在運輸一艘領(lǐng)域，中國已經(jīng)成為世界第二的半潛船運輸國家。這種高技術(shù)、高附加值的船舶隨著中國造船業(yè)、制造業(yè)的發(fā)展，船舶分段、大型鋼結(jié)構(gòu)、港口吊機(jī)甚至石油平臺的主要構(gòu)件越來越多地在中國制造，其運輸必將成為半潛船的一個重要市場。另外，隨著我國海洋能源的開發(fā)、航道疏浚、大型機(jī)電設(shè)備運輸以及國防建設(shè)的需要，半潛船有著廣闊的市場需求，可以深信，半潛船必將大有發(fā)展前途。

業(yè)內(nèi)有專家指出，無論是具有自浮能力如石油鉆井平臺、疏浚船和相關(guān)的設(shè)備、浮船塢、駁船等適合濕拖的運輸，包括船舶形狀的FPSO，還是不具有自浮能力如龍門吊、預(yù)制橋梁構(gòu)件、發(fā)電機(jī)、渦輪機(jī)、塔架、牽引機(jī)車、軍事裝備等適合干拖的運輸，用半潛船是最佳、最快、最安全和最高效方案。據(jù)了解，“DOCKWISE VANGUARD”輪的運輸能力已經(jīng)是讓人嘆為觀止了，但是道克維斯航運公司的雄心并不止于此，該公司已經(jīng)表示將打造在船舶規(guī)模和運力方面都超過“DOCKWISE VANGUARD”輪的新半潛船。